JP2732761B2 - Limiter circuit of servo motor controller - Google Patents
Limiter circuit of servo motor controllerInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ＰＩＤ制御器が構成
されてサーボモータの回転制御を行うために、適切な制
御信号を出力するサーボモータ制御装置に関し、特に、
モータの正方向や逆方向または正逆方向に対するリミタ
制御ができるようにしたサーボモータ制御装置のリミタ
回路に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo motor control device for outputting an appropriate control signal for controlling the rotation of a servo motor by forming a PID controller.
The present invention relates to a limiter circuit of a servo motor control device capable of performing a limiter control in a forward direction, a reverse direction, or a forward / reverse direction of a motor.
【０００２】[0002]
【従来の技術】一般に、ＡＣサーボモータを自動制御す
るために、用いられるＰＩＤ制御器は、図１のごとく、
比例増幅器１００と積分回路１０１及び微分回路とから
構成されている。上記構成のＡＣサーボモータ１のＰＩ
Ｄ制御器においては、図示のない目標値指令部から出力
されるサーボモータ制御用目標値と、上記目標値により
駆動されるサーボモータ１の実際変位量を合算器９９で
合算し、この合算器９９の出力信号を比例増幅器１００
で増幅し、ＡＣサーボモータ１の駆動時誤差をゼロ
（０）にするために、上記合算器９９の出力信号を積分
し、また、ＡＣサーボモータ１の遅延要素を除くために
合算機９９の出力信号を微分する。その後、これらの比
例増幅器１００、積分回路１０１、及び微分回路１０２
の夫々の出力信号を合算器１０３で合算してＡＣサーボ
モータ１を制御するようにされている。2. Description of the Related Art Generally, a PID controller used for automatically controlling an AC servomotor is as shown in FIG.
It comprises a proportional amplifier 100, an integrating circuit 101 and a differentiating circuit. PI of the AC servomotor 1 having the above configuration
In the D controller, the sum value of the servo motor control target value output from a target value command section (not shown) and the actual displacement amount of the servo motor 1 driven by the target value are summed up by a summer 99. 99 output signals to the proportional amplifier 100
The output signal of the adder 99 is integrated to reduce the error at the time of driving the AC servo motor 1 to zero (0), and the adder 99 is removed to remove the delay element of the AC servo motor 1. Differentiate the output signal. Thereafter, the proportional amplifier 100, the integrating circuit 101, and the differentiating circuit 102
Are output by the adder 103 to control the AC servomotor 1.
【０００３】このように、ＡＣサーボモータの回転制御
装置に上記ＰＩＤ制御器を構成し、ＰＩＤ制御を行うこ
とにより、卓越な性能を発揮するものとみなしうるが、
モータの出力を最大に高める過負荷により設定回転数に
到達しない状態で運転するか、過負荷状態で通常負荷に
瞬間復帰動作を行う場合、またはモータを停止させた状
態で始動する場合などにおいては、上記ＰＩＤ制御器を
なす構成要素中、特に、積分回路１０１に目標値との偏
差を示す誤差が蓄積し過ぎることにより、この積分回路
１０１に蓄積される積分信号値の出力値が増加し、その
結果、サーボモータが暴走する恐れがあった。[0003] As described above, the above-described PID controller is configured in the rotation control device of the AC servomotor, and by performing the PID control, it can be considered that excellent performance is exhibited.
If the motor is running before reaching the set speed due to overload that increases the output of the motor to the maximum, when performing instantaneous return operation to normal load under overload, or when starting with the motor stopped, etc. Of the components constituting the PID controller, in particular, when an error indicating a deviation from a target value is excessively accumulated in the integrating circuit 101, the output value of the integrated signal value accumulated in the integrating circuit 101 increases, As a result, there was a risk that the servomotor would run away.
【０００４】また、増加された上記積分信号値出力が元
の状態に復帰する時までは、一定時間を要し、特に、過
負荷から通常負荷に復帰する場合や、停止中のモータを
始動させる場合には、従来のＰＩＤ制御器の使用におい
て実用上多くの問題点があった。It takes a certain time until the increased integrated signal value output returns to the original state. In particular, when returning from an overload to a normal load, or when a stopped motor is started. In this case, there are many practical problems in using the conventional PID controller.
【０００５】このような問題点の補完のため、第２図の
ごとく、ＰＩＤ制御器に１対のゼナダイオードＺＤを両
方向に連結し、ゼナ電圧だけ出力を制限したが、ゼナダ
イオードＺＤのゼナ電圧は一度セッテングされると可変
できないため、出力制限値を変更する場合、全く使用で
きないのである。In order to compensate for such a problem, as shown in FIG. 2, a pair of zener diodes ZD are connected to the PID controller in both directions to limit the output by the zener voltage. Cannot be changed once it is set, so it cannot be used at all when changing the output limit value.
【０００６】このような問題点の解決のための従来例と
しては、第３図に示す日特開平１−９４４１２号の回転
制御方式がある。つまり、上記回転制御方式は、ＰＩＤ
制御器を構成する積分回路１０１に正負積分信号値を夫
々制御する２つのリミタ回路１０５、１０６に分けられ
たリミタ部１１０を接続させ上記積分回路の積分信号値
が制限値以上に上昇するのを防止するようになってい
る。As a conventional example for solving such a problem, there is a rotation control system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 1-94412 shown in FIG. That is, the above-mentioned rotation control method uses PID
A limiter section 110 divided into two limiter circuits 105 and 106 for controlling the positive and negative integration signal values respectively is connected to an integration circuit 101 constituting a controller so that the integration signal value of the integration circuit rises above a limit value. To prevent it.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上記のごとき従来の回
転制御方式は、モータ始動前にリミタ部１１０に構成さ
れた可変抵抗器ＶＲ1，ＶＲ2の可変接点をスライドし制
限値を再び設定できるようにすることによって、ＰＩＤ
制御器の出力値を任意の範囲内で自在に変形して制限で
きる長所はあるが、モータは運転中にその運転状態が随
時変化するため、瞬間的に変化する状況に適応して出力
制限値を設定できないという問題点があった。The conventional rotation control system as described above allows the variable contacts of the variable resistors VR1 and VR2 provided in the limiter unit 110 to be slid before the motor is started so that the limit value can be set again. By doing, PID
Although there is an advantage that the output value of the controller can be freely deformed and limited within an arbitrary range, the motor's operating state changes at any time during operation, so the output limit value adapts to the situation that changes instantaneously. There was a problem that could not be set.
【０００８】[0008]
【発明の目的】したがって、この発明は、ユーザーが正
または逆、または正逆両方向へモータの回転方向を任意
に選択し、サーボモータが制御できるようにされたサー
ボモータ制御装置のリミタ回路の提供にその目的があ
る。また正、逆または正逆方向に駆動するサーボモータ
の出力制限値を始動前に任意に可変させて設定できるよ
うにされたサーボモータ制御装置のリミタ回路を提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, the present invention provides a limiter circuit of a servo motor control device in which a user can arbitrarily select a rotation direction of a motor in forward, reverse, or both forward and reverse directions and control a servo motor. Has its purpose. Another object of the present invention is to provide a limiter circuit of a servo motor control device in which an output limit value of a servo motor driven in a forward, reverse or forward / reverse direction can be arbitrarily changed and set before starting.
【０００９】さらに、ほかの目的は、モータが運転中に
も目標値と変位量との差で表される変位偏差により出力
制限値を可変的に設定せしめることにより、瞬間的に変
化する状況に対処する適応制御が行えるようにされたサ
ーボモータ制御装置のリミタ回路の提供にある。Still another object is to set the output limit value variably according to a displacement deviation represented by a difference between a target value and a displacement amount even during operation of the motor, so that the motor can be instantaneously changed. It is an object of the present invention to provide a limiter circuit of a servo motor control device capable of performing adaptive control.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】この発明のリミタ回路
は、サーボモータの回転制御を行うサーボモータ制御装
置のリミタ回路において、ユーザーが選択的にモータの
回転方向を設定するモータ回転方向設定部と、前記モー
タ回転方向設定部によって設定されたモータ回転方向に
ついてのデータをラッチするラッチ部と、目標値と実際
モータ変位量を加算して変位偏差を算出する加算部と、
前記加算部から変位偏差をうけてモータ出力の瞬時制限
値を算出し、前記モータ回転方向設定部で設定された回
転方向データを前記ラッチ部を介してうけてモータ回転
方向を識別し、正の回転方向データが入力された場合に
は正回転時の瞬時制限値の出力を制限するためのスイッ
チング信号を出力し、逆の回転方向データが入力された
場合には逆回転時の瞬時制限値の出力を制限するための
スイッチング信号を出力するマイクロプロセッサと、前
記マイクロプロセッサから出力されるディジタル状態の
瞬時制限値をアナログ状態に変換する変換部と、前記変
換部から出力されるアナログ状態の瞬時制限値を反転す
るインバータと、前記変換部およびインバータの出力側
にそれぞれ設けられ、前記マイクロプロセッサから出力
されたスイッチング信号により作動し、前記変換部また
はインバータから出力される瞬時制限値の出力を制限す
るスイッチング部と、前記スイッチング部のスイッチン
グ動作により、選択された瞬時制限値範囲でＰＩＤ制御
器から出力される制御電圧振幅を制限する制限部と、前
記制限部の出力端に接続され、モータの駆動前に使用者
により操作されて上限電圧および下限電圧を設定するた
めのクランプ電圧セッティング部とから構成されたこと
を特徴とする。A limiter circuit according to the present invention is a limiter circuit of a servo motor control device for controlling the rotation of a servo motor. A latch unit that latches data on the motor rotation direction set by the motor rotation direction setting unit, an addition unit that calculates a displacement deviation by adding a target value and an actual motor displacement amount,
An instantaneous limit value of the motor output is calculated by receiving the displacement deviation from the adding unit, the rotation direction data set by the motor rotation direction setting unit is received via the latch unit to identify the motor rotation direction, and a positive When rotation direction data is input
Is a switch to limit the output of the instantaneous limit value during forward rotation.
Outputs a ringing signal and reverse rotation direction data is input.
To limit the output of the instantaneous limit value during reverse rotation.
A microprocessor that outputs a switching signal, a conversion unit that converts an instantaneous limit value of a digital state output from the microprocessor to an analog state, and an inverter that inverts the instantaneous limit value of the analog state output from the conversion unit. The output side of the converter and the inverter
Output from the microprocessor.
Activated by the switching signal provided, the conversion unit or
Limits the output of the instantaneous limit value output from the inverter.
A switching unit configured to limit a control voltage amplitude output from a PID controller in a selected instantaneous limit value range by a switching operation of the switching unit; And a clamp voltage setting section which is operated by a user before driving to set an upper limit voltage and a lower limit voltage.
【００１１】また、この発明は上記制限部に、ユーザー
が出力制限値を任意に設定できるクランプ電圧セッテン
グ部が追加接続され、モータ始動前の操作によりＰＩＤ
制御器から出力される制御信号の振幅をユーザーが任意
に制限できるようにする。Further, in the present invention, a clamp voltage setting section which allows a user to arbitrarily set an output limit value is additionally connected to the limiting section, and the PID is set by an operation before starting the motor.
A user can arbitrarily limit the amplitude of a control signal output from a controller.
【００１２】[0012]
【実施例】次に、添付図面に沿ってこの発明の実施例を
詳述する。まず、図４〜図１０に示すこの発明の実施例
について述べる前に、図８に沿ってサーボモータの自動
制御過程について述べることにする。Next, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First, before describing the embodiment of the present invention shown in FIGS. 4 to 10, the automatic control process of the servo motor will be described with reference to FIG.
【００１３】図８によれば、サーボモータの図示のない
軸には回転計用発電機に用いられるリゾルバなどの速度
検出器２を設け、この速度検出器２はモータの回転速度
Ｖｎに比例するアナログ電圧を生ずる。According to FIG. 8, a speed detector 2 such as a resolver used for a tachometer generator is provided on a shaft (not shown) of the servomotor, and the speed detector 2 is proportional to the rotation speed Vn of the motor. Generates analog voltage.
【００１４】一方、符号２３で表す速度指令部は、目標
値ＶＮに比例するアナログ電圧を合算部３に供給し、こ
の合算部３は、目標値ＶＮと実際変位量Ｖｎ間の変位偏
差ｅをＰＩＤ制御器４に出力し、ＰＩＤ制御器４はサー
ボモータ１の制御量に該当する、つまり、速度偏差ＶＮ
−Ｖｎに比例する制御電圧Ｖｅを生ずる。On the other hand, the speed command section 23 supplies an analog voltage proportional to the target value VN to the summing section 3, which calculates the displacement deviation e between the target value VN and the actual displacement amount Vn. Output to the PID controller 4, the PID controller 4 corresponds to the control amount of the servo motor 1, that is, the speed deviation VN
The control voltage Ve is proportional to -Vn.
【００１５】合算部３は、また、速度偏差ｅをこの発明
のリミタ回路３３内に構成されるマイクロプロセッサ５
に出力し、マイクロプロセッサ５は上記速度偏差に比例
する瞬時制限値ＶＬを出力する。したがって、ＰＩＤ制
御器４から出力される制御電圧Ｖｅと、リミタ回路３３
から出力される順次制限値ＶＬは、比較部４４で比較さ
れ、制御電圧Ｖｅは瞬時制限値ＶＬの範囲に制限される
ところ、第４図に示すこの発明の実施例を参照、これを
より具体的に述べる。The summing unit 3 calculates the speed deviation e by a microprocessor 5 provided in the limiter circuit 33 of the present invention.
And the microprocessor 5 outputs an instantaneous limit value VL proportional to the speed deviation. Therefore, the control voltage Ve output from the PID controller 4 and the limiter circuit 33
Are sequentially compared by the comparator 44, and the control voltage Ve is limited to the range of the instantaneous limit value VL. Referring to the embodiment of the present invention shown in FIG. State it.
【００１６】上記図４の符号６のモータ回転方向設定部
は、サーボモータ１を正、逆又は正逆両方向へ運転しよ
うとするとき、ユーザーが手動操作し、マイクロプロセ
ッサ５がモータの回転方向を判別するべく動作するもの
で、ホトカプラＴＰ1，Ｔ Ｐ2に構成された光ダイオー
ドの一端に電源Ｖｃｃを断続するスイッチＳＷ1，ＳＷ2
を接続させて構成する。When the servo motor 1 is to be driven in the forward, reverse, or both forward and reverse directions, the user manually operates the motor 5 so that the microprocessor 5 changes the rotation direction of the motor. Switches SW1 and SW2 which operate to determine whether or not the power supply Vcc is connected to one end of a photodiode constituted by the photocouplers TP1 and TP2.
Are connected.
【００１７】したがって、ユーザーが上記スイッチＳＷ
1，ＳＷ2を選択的に切換えると、ラッチ部７にはモータ
回転方向に関連されたデータがラッチされ、マイクロプ
ロセッサ５はリード端ＲＤを通してラッチ部７をアクセ
スすることにより、ラッチされたデータの印加をうけて
回転方向を判別し、電界効果トランジスタＦＥＴ1，Ｆ
ＥＴ2から構成されたスイッチング部８を制御すること
になる。Therefore, when the user sets the switch SW
When the switch SW1 is selectively switched, the data related to the motor rotation direction is latched in the latch unit 7, and the microprocessor 5 accesses the latch unit 7 through the read end RD to apply the latched data. To determine the direction of rotation, the field effect transistors FET1, F1
It controls the switching unit 8 composed of ET2.
【００１８】上記マイクロプロセッサ５の入力端Ｉ1に
は、図８のごとく、目標電圧ＶＮ と実際変位量Ｖｎの
差に該当する偏差ｅを出力する合算部３が連結される、
よって、マイクロプロセッサ５は偏差ｅに対応するディ
ジタル状態の瞬時制限値をＤ／Ａコンバータ９を通して
アナログ状態に変換した後、制限部１１に出力する。つ
まり、図５に示す特性曲線にしたがって、偏差ｅが正常
偏差ｅ１に該当する区間までは一定の瞬時制限値ＶＬ1
をＰＩＤ制御器４の出力端に接続された制限 部１１に
出力されるようになり、偏差ｅが正常偏差ｅ１をはずれ
て偏差ｅ２に増加するときには、瞬時制限値ＶＬをＶＬ
2に高め、偏差ｅ３点では次第に高まっ て制限部１１に
出力することにより、サーボモータ１が暴走するか、消
損されるのを防止される。一方、マイクロプロセッサ５
には装置に装着される前に図５の特性曲線がプログラミ
ングされセッテイグされる。As shown in FIG. 8, a summing unit 3 for outputting a deviation e corresponding to a difference between the target voltage VN and the actual displacement Vn is connected to the input terminal I1 of the microprocessor 5,
Therefore, the microprocessor 5 converts the digital state instantaneous limit value corresponding to the deviation e into an analog state through the D / A converter 9 and outputs the analog state to the limiter 11. In other words, according to the characteristic curve shown in FIG. 5, the constant instantaneous limit value VL1 is constant until the section where the deviation e corresponds to the normal deviation e1.
Is output to the limiter 11 connected to the output terminal of the PID controller 4, and when the deviation e deviates from the normal deviation e1 and increases to the deviation e2, the instantaneous limit value VL is changed to VL.
By increasing it to 2 and gradually increasing it at the point of deviation e3 and outputting it to the limiter 11, the runaway or loss of the servomotor 1 is prevented. On the other hand, the microprocessor 5
Before being mounted on the apparatus, the characteristic curve of FIG. 5 is programmed and set.
【００１９】上記において、偏差ｅをプログラムにより
算出してマイクロプロセッサ５から出力される瞬時制限
値ＶＬはＤ／Ａコンバータ９でアナログ値に変換された
後、ＯＰアンプＯＰ2，ＯＰ3から構成された制限部１１
に入力されるが、ＯＰアンプＯＰ2の非反転入力端＋に
はＯＰアンプＯＰ4で構成されたインバータ１２を接続
することにより、ＯＰアンプＯＰ2へは反転されたアナ
ログ状態の瞬時制限値−ＶＬが印加され、ＯＰアンプＯ
Ｐ2，ＯＰ3は出力端がダイオードＤ3，Ｄ4を通して反転
入力端一に帰還されるＶｏｌｔａｇｅ ｆｏｌｌｏｗｅ
ｒをなす。In the above, the instantaneous limit value VL output from the microprocessor 5 by calculating the deviation e by the program is converted into an analog value by the D / A converter 9 and then converted by the OP amplifiers OP2 and OP3. Part 11
Is connected to the non-inverting input terminal + of the OP amplifier OP2, the inverted instantaneous limit value -VL in the analog state is applied to the OP amplifier OP2 by connecting the inverter 12 constituted by the OP amplifier OP4. And OP amplifier O
Output followers P2 and OP3 have their output terminals fed back to the inverting input terminal through diodes D3 and D4.
r.
【００２０】一方、ＯＰアンプＯＰ2，ＯＰ3の前端に
は、ＦＥＴ1，ＦＥＴ2から構成されたスイッチング部８
が接続されているため、回転方向設定部６に構成された
スイッチＳＷ1，ＳＷ2の動作状態につれて瞬時制限値Ｖ
Ｌを選択的に制限部１１に入力することになる。On the other hand, a switching section 8 composed of FET1 and FET2 is provided at the front end of the OP amplifiers OP2 and OP3.
Is connected, the instantaneous limit value V is changed according to the operation state of the switches SW1 and SW2 included in the rotation direction setting unit 6.
L is selectively input to the restriction unit 11.
【００２１】つまり、回転方向設定部６に構成されたス
イッチＳＷ1だけをオンさせると、マイクロプロセッサ
５に接続されたラッチ部１３の出力端Ｏ1からロー信号
を、また、ほかの出力端Ｏ2からはＦＥＴを導通させる
ハイ信号を出力し、スイッチング８に構成されたＦＥＴ
1をターン−オンさせ、ＦＥＴ2はターン−オフ状態を保
たせる。That is, when only the switch SW1 included in the rotation direction setting unit 6 is turned on, a low signal is output from the output terminal O1 of the latch unit 13 connected to the microprocessor 5, and the other output terminal O2 receives a low signal. Outputs a high signal to turn on the FET, and configures the switching FET 8
1 is turned on, and FET2 is kept turned off.
【００２２】また、ほかの例としてスイッチＳＷ2だけ
をオンさせると図６の表のごとく、ＦＥＴ1はターン−
オフ状態に保持する反面、ＦＥＴ2はターンオンされ、
スイッチＳＷ1，ＳＷ2を共にオフさせるとＦＥＴ1はも
とよりＦＥＴ2もターンオン状態を保持する。As another example, when only the switch SW2 is turned on, as shown in the table of FIG.
While keeping it off, FET2 is turned on,
When the switches SW1 and SW2 are both turned off, not only the FET1 but also the FET2 is kept in a turned-on state.
【００２３】よって、モータの正逆両方向に対しサーボ
制御をするために、スイッチＳＷ1、ＳＷ2を共にオフさ
せると、第４図のごとく、スイッチング部８に構成され
たＦＥＴ1，ＦＥＴ2がターンオフされＤ／Ａコンバータ
９から出力される瞬時制限値ＶＬが制限部１１に構成さ
れたＯＰアンプＯＰ2、ＯＰ3の非反転入力端＋に印加さ
れるが、オフアンプＯＰ2にはインバータ１２で反転さ
れた−ＶＬが印加され、制限部１１では瞬時制限値ＶＬ
1−ＶＬ範囲内にＰＩＤ制御器４から出力される制御電
圧Ｖｅを制限することになる。つまり、上記ＰＩＤ制御
器４から出力される制御電圧Ｖｅが瞬時制限値ＶＬより
高くなると、ＯＰアンプＯＰ2の出力端に接続されたダ
イオードＤ4が導通され、ＰＩＤ制御器４の出力端Ａに
は瞬時制限値ＶＬが出力される。Therefore, when the switches SW1 and SW2 are both turned off in order to perform servo control in both the forward and reverse directions of the motor, as shown in FIG. 4, the FET1 and FET2 provided in the switching unit 8 are turned off and the D / D The instantaneous limit value VL output from the A converter 9 is applied to the non-inverting input terminals + of the OP amplifiers OP2 and OP3 included in the limiting unit 11, while -VL inverted by the inverter 12 is applied to the off amplifier OP2. The limiting unit 11 sets the instantaneous limit value VL
The control voltage Ve output from the PID controller 4 is limited within the range of 1-VL. That is, when the control voltage Ve output from the PID controller 4 becomes higher than the instantaneous limit value VL, the diode D4 connected to the output terminal of the OP amplifier OP2 becomes conductive, and the output terminal A of the PID controller 4 Limit value VL is output.
【００２４】一方、制御電圧が瞬時制限値−ＶＬより低
いと、ＯＰアンプＯＰ2の出力端に接続されたダイオー
ドＤ3が導通され、ＰＩＤ制御器４の出力端Ａには反転
された瞬時制限値−ＶＬが出力されるが、制御電圧Ｖｅ
が不等式−ＶＬ＜ＶＣ＜ＶＬ範囲内にあると、ダイオー
ドＤ3、Ｄ4には逆方向バイアスが形成され制御電圧Ｖｅ
がそのまま出力されるが、その出力波形は図７の如しで
ある。On the other hand, when the control voltage is lower than the instantaneous limit value -VL, the diode D3 connected to the output terminal of the OP amplifier OP2 is turned on, and the inverted instantaneous limit value-is output to the output terminal A of the PID controller 4. VL is output, but the control voltage Ve
Is within the range of inequality -VL <VC <VL, a reverse bias is formed in the diodes D3 and D4, and the control voltage Ve
Is output as it is, and the output waveform is as shown in FIG.
【００２５】一方、モータが正方向に回転するときだけ
に、サーボ制御するために、回転方向設定部６に構成さ
れたスイッチＳＷ1のみをオンさせると、図６に示すス
イ ッチン部８に構成されたＦＥＴ1はターンオンされＦ
ＥＴ2はターンオフ状態を保つことにより、制限部１１
内のＯＰアンプＯＰ3には順次基準値ＶＬが印加され、
ＯＰアンプＯＰ2にはＦＥＴ1のターンオンに接地電位が
印加される。On the other hand, when only the switch SW1 provided in the rotation direction setting unit 6 is turned on for servo control only when the motor rotates in the forward direction, the switching unit 8 shown in FIG. FET1 is turned on and F1
ET2 keeps the turn-off state, and
The reference value VL is sequentially applied to the OP amplifier OP3 in the
The ground potential is applied to the OP amplifier OP2 when the FET1 is turned on.
【００２６】したがって、上記ＰＩＤ制御器４から出力
される制御電圧Ｖｅが瞬時基準値ＶＬより高いと、ダイ
オードＤ4は導通され、ＰＩＤ制御器４の出力端Ａへは
瞬時基準値ＶＬが出力されるが、制御電圧ＶｅがＶＬよ
り低いと、ダイオードＤ4に逆方向バイアスが形成され
るため、図８の制御電圧Ｖｅが出力される。Therefore, when the control voltage Ve output from the PID controller 4 is higher than the instantaneous reference value VL, the diode D4 is turned on and the instantaneous reference value VL is output to the output terminal A of the PID controller 4. However, when the control voltage Ve is lower than VL, a reverse bias is formed in the diode D4, so that the control voltage Ve in FIG. 8 is output.
【００２７】上記サーボモータを逆方向に回転させる時
だけサーボ制御するために、回転方向設定部６に構成さ
れたスイッチＳＷ2だけをオンさせると、スイッチング
部８に構成されたＦＥＴ2はターンオンされ、ＦＥＴ1は
ターンオンされることにより、ＯＰアンプＯＰ2の非反
転入力端＋にはインバータで反転された瞬時基準値−Ｖ
Ｌが印加される。When only the switch SW2 provided in the rotation direction setting section 6 is turned on in order to perform servo control only when the servomotor is rotated in the reverse direction, the FET2 provided in the switching section 8 is turned on, and the FET1 is provided. Is turned on, the non-inverting input terminal + of the OP amplifier OP2 has an instantaneous reference value -V inverted by the inverter.
L is applied.
【００２８】したがって、上記ＰＩＤ制御器４から出力
される制御電圧Ｖｅが瞬時基準値−ＶＬより低いと、ダ
イオードＤ３が導通され、ＰＩＤ制御器４の出力端Ａに
は瞬時基準値−ＶＬが出力されるが、制御電圧Ｖｅが−
ＶＬより高いと、ダイオードＤ3に逆方向バイアスが形
成されるため、図９のごとく制御電圧Ｖｅが出力 され
るようになる。Therefore, when the control voltage Ve output from the PID controller 4 is lower than the instantaneous reference value -VL, the diode D3 is turned on, and the instantaneous reference value -VL is output to the output terminal A of the PID controller 4. However, when the control voltage Ve is −
When the voltage is higher than VL, a reverse bias is formed in the diode D3, so that the control voltage Ve is output as shown in FIG.
【００２９】上記のごとく、ＰＩＤ制御器４から出力さ
れる制御電圧の振幅は、マイクロプロセッサ５から出力
される瞬時基準値ＶＬに制限されるが、瞬時基準値ＶＬ
は加算部３から出力される偏差ｅによりその値が随時可
変されるため、ＰＩＤ制御器４から出力される制御電圧
Ｖｅも図９のごとく可変されるのである。ＰＩＤ制御器
４の出力端には、制限部１１とともにクランプ電圧セッ
テイング部１４が接続され、モータ起動前に制御電圧Ｖ
ｅの下限値と下限値を設定することができる。As described above, the amplitude of the control voltage output from the PID controller 4 is limited to the instantaneous reference value VL output from the microprocessor 5;
Since the value of the control voltage Ve output from the PID controller 4 is also changed as shown in FIG. A clamp voltage setting unit 14 is connected to an output terminal of the PID controller 4 together with a limiting unit 11 so that the control voltage V
The lower limit and the lower limit of e can be set.
【００３０】つまり、上限値を設定する可変抵抗値ＶＲ
1の一端には正電源端＋ＶＣＣが接続され、その可動接
点Ｓ1はダイオードＤ1に接続され、一方、下限値を設定
する可変抵抗器ＶＲ2の一端には負電源端−ＶＣＣが接
続され、その可動接点Ｓ2はダイオードＤ2に接続される
が、ダイオードＤ1，Ｄ2は共にＰＩＤ制御器４の出力端
に接続される。That is, the variable resistance value VR for setting the upper limit value
1 has a positive power supply terminal + VCC connected thereto, and its movable contact S1 is connected to a diode D1. On the other hand, a negative power supply terminal -VCC is connected to one end of a variable resistor VR2 for setting a lower limit value. The contact S2 is connected to the diode D2, and the diodes D1 and D2 are both connected to the output terminal of the PID controller 4.
【００３１】よって、可変抵抗器ＶＲ1を上限値ＶＬに
設定し、可変抵抗器ＶＲ2を下限値−ＶＬに設定する
と、ＰＩＤ制御器４から出力される制御電圧ＶｅはＶＬ
および−ＶＬ範囲内に制限される。Therefore, when the variable resistor VR1 is set to the upper limit value VL and the variable resistor VR2 is set to the lower limit value -VL, the control voltage Ve output from the PID controller 4 becomes VL.
And within the -VL range.
【００３２】つまり、ＰＩＤ制御器４から出力される電
圧ＶｅがＶＬより高いと、ダイオードＤ1の導通によっ
て出力端ＡにはＶＬが出力され、Ｖｅが−ＶＬより−Ｖ
Ｌ＜ＶＣ＜ＶＬを満足すると制御電圧Ｖｅがそのまま出
力されるのである。That is, when the voltage Ve output from the PID controller 4 is higher than VL, VL is output to the output terminal A due to conduction of the diode D1, and Ve becomes -V from -VL.
When L <VC <VL is satisfied, the control voltage Ve is output as it is.
【００３３】[0033]
【発明の効果】上述のごとく、この発明は回転機器を
正，逆または正逆方向に自動運転させるとき、リミト基
準電圧を設定でき、上記リミト基準電圧はマイクロプロ
セッサに構成されたプログラムにより可変的に設定でき
ることはもとより、ユーザーの手動操作で設定してＰＩ
Ｄ制御器から出力される制御電圧を制限できる効果があ
る。したがって、この発明によれば、モータが運転中に
も目標値と変位量との差で表される変位偏差により出力
制限値を可変的に設定せしめることにより、瞬間的に変
化する状況に対処する適応制御が行え、さらに、正、逆
または正逆方向に駆動するサーボモータの出力制限値を
始動前に任意に可変させて設定できるとうい効果があ
る。 As described above, according to the present invention, a limit reference voltage can be set when a rotating device is automatically operated in forward, reverse or forward / reverse directions, and the limit reference voltage is variable by a program configured in a microprocessor. Not only can be set, but also PI
There is an effect that the control voltage output from the D controller can be limited. Therefore, according to the present invention, while the motor is running,
Is also output by the displacement deviation represented by the difference between the target value and the displacement amount.
By setting the limit value variably, it can be changed instantaneously.
Adaptive control to cope with
Or set the output limit value of the servo motor
It is effective to be able to set any variable before starting.
You.
【図１】従来のＰＩＤ制御器の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a conventional PID controller.
【図２】従来のサーボモータ制御装置のリミタ回路図で
ある。FIG. 2 is a limiter circuit diagram of a conventional servo motor control device.
【図３】従来の別のサーボモータ制御装置のリミタ回路
図である。第４〜７図は、この発明の実施例に適用され
る図であって、FIG. 3 is a limiter circuit diagram of another conventional servo motor control device. 4 to 7 are diagrams applied to the embodiment of the present invention,
【図４】本発明の実施例のサーボモータ制御装置のリミ
タ回路図である。FIG. 4 is a limiter circuit diagram of the servo motor control device according to the embodiment of the present invention.
【図５】実施例による瞬時制限値の特性曲線図である。FIG. 5 is a characteristic curve diagram of an instantaneous limit value according to the embodiment.
【図６】図４のスイッチング部の動作説明表である。FIG. 6 is an operation explanatory table of the switching unit in FIG. 4;
【図７】リミタ回路の大出力特性を説明するための第１
のグラフである。FIG. 7 is a first diagram illustrating a large output characteristic of the limiter circuit.
It is a graph of.
【図８】リミタ回路の大出力特性を説明するための第２
のグラフである。FIG. 8 is a second circuit diagram for explaining the large output characteristic of the limiter circuit.
It is a graph of.
【図９】リミタ回路の大出力特性を説明するための第３
のグラフである。FIG. 9 is a third diagram illustrating the large output characteristic of the limiter circuit.
It is a graph of.
【図１０】リミタ回路の大出力特性を説明するための第
４のグラフである。FIG. 10 is a fourth graph for explaining a large output characteristic of the limiter circuit.
【図１１】サーボモータ制御装置の概略ブロック図であ
る。FIG. 11 is a schematic block diagram of a servo motor control device.
１ サーボモータ ２ 速度検出器 ３ 加算部 ４ ＰＩＤ制御器 ５ マイクロプロセッサ ６ 回転方向設定部 ７ ラッチ部 ８ スイッチング部 ９ Ｄ／Ａコンバータ １１ 制限部 １２ インバータ １３ ラッチ部 １４ クランプ電圧セッテイング部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Servo motor 2 Speed detector 3 Adder 4 PID controller 5 Microprocessor 6 Rotation direction setting part 7 Latch part 8 Switching part 9 D / A converter 11 Limiting part 12 Inverter 13 Latch part 14 Clamp voltage setting part.
Claims (1)
ータ制御装置のリミタ回路において、 ユーザーが選択的にモータの回転方向を設定するモータ
回転方向設定部と、 前記モータ回転方向設定部によって設定されたモータ回
転方向についてのデータをラッチするラッチ部と、 目標値と実際モータ変位量を加算して変位偏差を算出す
る加算部と、 前記加算部から変位偏差をうけてモータ出力の瞬時制限
値を算出し、前記モータ回転方向設定部で設定された回
転方向データを前記ラッチ部を介してうけてモータ回転
方向を識別し、正の回転方向データが入力された場合に
は正回転時の瞬時制限値の出力を制限するためのスイッ
チング信号を出力し、逆の回転方向データが入力された
場合には逆回転時の瞬時制限値の出力を制限するための
スイッチング信号を出力するマイクロプロセッサと、 前記マイクロプロセッサから出力されるディジタル状態
の瞬時制限値をアナログ状態に変換する変換部と、 前記変換部から出力されるアナログ状態の瞬時制限値を
反転するインバータと、前記変換部およびインバータの出力側にそれぞれ設けら
れ、前記マイクロプロセッサから出力されたスイッチン
グ信号により作動し、前記変換部またはインバータから
出力される 瞬時制限値の出力を制限するスイッチング部
と、 前記スイッチング部のスイッチング動作により、選択さ
れた瞬時制限値範囲でＰＩＤ制御器から出力される制御
電圧振幅を制限する制限部と、 前記制限部の出力端に接続され、モータの駆動前に使用
者により操作されて上限電圧および下限電圧を設定する
ためのクランプ電圧セッティング部とから構成されたこ
とを特徴とするサーボモータ制御装置のリミタ回路。In a limiter circuit of a servo motor control device for controlling the rotation of a servo motor, a motor rotation direction setting unit for selectively setting a rotation direction of a motor by a user; A latch unit for latching data on the motor rotation direction, an adding unit for calculating a displacement deviation by adding a target value and an actual motor displacement amount, and calculating an instantaneous limit value of the motor output by receiving the displacement deviation from the adding unit Then, the rotation direction data set by the motor rotation direction setting unit is received through the latch unit to identify the motor rotation direction, and when positive rotation direction data is input.
Is a switch to limit the output of the instantaneous limit value during forward rotation.
Outputs a ringing signal and reverse rotation direction data is input.
To limit the output of the instantaneous limit value during reverse rotation.
A microprocessor that outputs a switching signal; a converter that converts an instantaneous limit value of a digital state output from the microprocessor to an analog state; and an inverter that inverts the instantaneous limit value of the analog state output from the converter. Provided on the output side of the converter and the inverter, respectively.
And the switch output from the microprocessor.
Signal from the converter or inverter
A switching unit that limits the output of instantaneous limit value outputted by the switching operation of the switching unit, and a limiting unit for limiting the control voltage amplitude output from the PID controller in the instantaneous limit value selected range, the restriction A limiter circuit for a servo motor control device, comprising a clamp voltage setting section connected to an output end of the section and operated by a user before driving the motor to set an upper limit voltage and a lower limit voltage. .
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